繼上周推出的PEEK材料耐高溫3D打印機之后，陜西恒通3D打印設備又添一員猛將---高性能連續纖維增強熱塑性復合材料3D打印機。此款設備是由機械制造系統工程國家重點實驗室3D打印研究團隊與陜西恒通研發團隊共同研發，為全國首創。

碳纖維復合材料在航天、軍工、電子等諸多領域都有著很廣泛的應用，碳纖維復合材料是航空航天結構中最重要的組成部分，常用于飛機和航天器的內部骨架以及發動機等零件的固定支架等。隨著科技的不斷進步，碳纖維復合材料制品業進入了平常人的生活中，小到羽毛球拍，大到汽車無處不見到碳纖維復合材料的身影。碳纖維復合材料的強度要高于銅，自身重量卻小于鋁，與玻璃纖維相比，碳纖維還有高強度、高模量的特點，是非常優秀的增強型材料。還可以作為新型的非金屬材料進行應用，它的主要特點有：高強度、耐疲勞、抗蠕變、導電、電模量、抗高溫、抗腐蝕、傳熱、比重小和熱膨脹系數小等優異性能。但高昂的制造成本限制了復合材料的廣泛應用。與現有主要的復材制造技術，如熱壓罐成型技術、傳遞模塑（RTM）成型技術、纏繞成型技術、自動鋪放技術相比，本次推出的復合材料3D打印工藝，具有成本低、效率高、無需模具、材料可回收利用等優勢，能實現復雜結構復合材料構件的快速制造，詳見表1。

 表格 1 復合材料3D打印工藝對比

 高性能連續纖維增強熱塑性復合材料3D打印技術是以連續纖維增強熱塑性高分子材料，實現高性能復合材料零件直接3D打印，采用連續纖維與熱塑性高分子材料為原材料，利用同步復合浸漬-熔融沉積的3D打印工藝實現復合材料制備與成形的一體化制造。

圖1連續纖維增強聚合物基復合材料3D打印原理[1]

 經測試，所制備的Cf/PLA（Cf-27wt%）復合材料抗彎強度達到了350MPa左右，抗彎模量達到了30GPa，是傳統PLA零件（48~53MPa）的7倍左右，如圖2所示。經試驗，采用復合材料3D打印工藝可以實現復雜結構復合材料構件的快速制造，圖3為打印出的薄壁結構零件。

圖2可通過改變工藝參數實現復合材料力學性能調控

圖3碳纖維增強PLA復合材料薄壁樣件，a)為薄壁圓筒結構，b)為尾翼結構

 隨著該技術的成熟和3D打印設備的上市，將大大降低碳纖維復合材料制件的生產成本并提高生產效率，必將推動熱塑性復合材料更廣泛的應用。我們將擇日在微信公眾號上發布設備的圖片及具體技術參數，請大家持續關注。

 相關知識產權-發明專利：

（1）一種連續長纖維增強復合材料3D打印機及其打印方法，ZL2014103256503.3，2016.02，授權

（2）一種纖維增強復合材料多自由度3D機及其打印方法，ZL201410325554.9，2016.08，授權

（3）一種連續纖維增強復合材料3D打印頭及其使用方法，201410706201.3，公開

（4）一種連續纖維增強復合材料3D打印的多級送絲打印頭，201510633569.6，公開

(責任編輯：admin)

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